电子计时计分体系设计
第一章 绪 论
1.1计时计分系统简介
电子计时和记分系统，主要用于各种比赛中，对比赛中的数据进行采集和分配。它能够对各类体育竞赛进行成绩的分析、运动员信息的处理、比赛期间数据的通讯等。在一些大型体育赛会中，比如世界级、洲际、国家的比赛中，电子计时记分系统有着十分重要的作用，因为在比赛中人工计时存在很大的不稳定因素，因此这类体育赛会要求电动计时。人工手动计时装置已经被时间所淘汰。我国体育竞赛委员会对比赛中所使用的计时系统有明确的规定，但凡是举办我国一、二、三类的比赛，均必须使用电子计时的装置，否则成绩不被承认。由于体育竞赛不可重复，对计时和记分系统的要求也十分高，不仅要实时准确记录成绩，还需要一个严密的以计算机技术为核心的电子服务系统[1]。电子计时和计分系统主要任务有两个：计时和记分，一般由硬件系统来完成；对现场采集到的成绩进行立即的处理，一般由软件系统来完成。其中计时和记分包括一些硬件设施和摄像仪器，能够精确地采集现场的成绩。现场的成绩处理系统主要是一些软件程序，针对竞赛过程中的各种数据进行处理。电子计时和记分设备要求最高的则是采集比赛时间信息，由于比赛的不可重复性，以及比赛的激烈程度，成绩往往十分接近，这就对计时计分的精度要求十分高，在大多数比赛项目中，计时计分精度要求至少达到 1／1000 秒[2]。与此同时，通过无线传输设备，系统将比赛成绩发送给控制室，控制室配置成绩处理系统，迅速对成绩进行处理，判决名次，确定晋级等，在许多赛事中，同时需要进行电视转播，要求具有很高的时效性。综上所述，准确性、稳定性、可靠性，以及时效性，都是对电子计时和记分系统进行优劣评判的标准。
1.2国内外比赛计时计分系统
经常观看体育竞技比赛的同学会发现，在奥运会、全运会等比赛中的田径场运动、球类运动的现场设施，随处可见一个很熟悉的标志。这个品牌来自瑞士，名为欧米伽，欧米伽是十分精密的计时品牌，该品牌生产的许多手表均为世界顶尖级。该公司针对体育竞赛所设计的计时和计分系统，更是世界顶尖级的计时计分系统。它曾在北京奥运会、伦敦奥运会、索契冬奥会还有一些锦标比赛中，有着十分重要的作用。欧米茄拥有世界最先进的计时和数据处理技术：光电子眼设备，可在参赛者冲过终点时即时判定结果；终点的光感摄影机，具有终点摄影和计时器的双重功能，能够在赛后 15 秒内计时裁定前三名胜利者；追踪监察器，可对每位参赛选手进行跟踪，并实时讲成绩显示在电视屏幕上。其终点的光感应摄像机每秒能够拍摄 2000 多幅高清图片，每张都能显示相应时间，这是对计时一个十分巨大的突破。欧米伽以其分毫不差的计时、极致显示及公布结果，成为国际奥运会的重要组成部分。国内有许多公司专门生产计时计分系统，用于田径、篮球、游泳、赛车等各类赛事，可以进行计时计分及成绩处理。不同的赛事由于其场地的不同，有不同的设备，主要区别体现在终点计时设备上。有孚中体是一个体育比赛用品生产公司，在该公司所生产的针对自行车比赛的计时系统中，在比赛前给运动员携带双频运动的计时标签，并在终点铺设计时的地毯，当运动员通过终点时，地毯天线受到来自自行车的压力后，将压力信号转化为电信号，并发送到计时器，从而完成对当前参赛者比赛的时间信息和标签的相关信息的记录，可以完成计时的功能。北京另外一个体育计时用品生产公司，中意明安体育科技公司，生产的田径计时计分系统则采用彩色型终点摄像计时系统，该摄像头同伦敦奥运会的光感摄影机相似，能够同时进行终点摄影机和计时器，采用的是专用网络化的终点摄像头，摄影速度也可达 2000 帧/秒，图像相对清晰，并快速判读成绩和名次。
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第二章 电子计时计分系统
2.1 比赛规则及场地设施简介
水上运动是奥运会的一项体育比赛活动，它不同于陆地比赛，主要过程或全部过程都是在水面、水下或水上进行。水上运动一般分为水上竞技项目、船类竞技项目、滑水运动、潜水运动。有奥运项目，如赛艇、皮划艇（静水、激流），也有全国运动会比赛项目，摩托艇、滑水、游泳和其它非奥运会项目。由于水上运动是最接近大自然的运动项目，受到许多运动员以及业余爱好者的喜爱。许多水上运动例如皮划艇，在动态水域，大多是江河湖泊等天然水域中进行，水流或急或慢，水域或宽或窄，水花在比赛过程中飞溅，具有十分刺激的竞赛过程。许多运动员都表示，水上运动是一项很容易让人沉迷的运动。赛艇运动是指由一名或多名桨手朝舟艇前进方向，一般以为直线前进，运动员用他们的整个身体的肌肉力量，以船桨为杠杆，奋力推进赛艇前进的一项单人或多人的运动方式。在皮划艇运动中，有一种特制的小艇，由一个或几个桨手进行划行操作。特制的小艇有皮艇和划艇两种，两种船艇两头尖小没有桨架。皮艇运动员坐在艇内，利用一支两端桨叶相互垂直交叉的桨，在船艇的两侧奋力轮流划水；运动员前腿成弓步，后腿膝盖跪着，双手捧着一个单桨，在艇的一侧进行奋力划水。皮艇的舵桨一般由运动员两脚操纵；而无舵的划艇，则全靠运动员的划桨行动掌管船艇的前进目标。
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2.2 电子计时计分系统硬件构成
系统由硬件和软件两部分组成。包括一个计时控制器，一个发令器，三个段点计时器，一个终点计时器。该设备可以用于静水项目比赛、帆船帆板比赛、田径比赛、室内外自行车比赛等多种竞速项目的比赛计时计分。既可在标准场地组织比赛，也可以在湖泊、河道等不具备 220 伏电源的临时场地组织比赛。该系统接口设置繁多，可以灵活的与场地显示大屏、终点喇叭、起点发令喇叭、苏格玛起航器、计算机等直接相连。系统之间不仅可以方便的进行无线数据通信，也具备语音通信功能，有效通信距离大约十公里。该系统计时精确，显示精度达到千分之一秒，稳定度达到 10-6ppm/C。系统具备扩充能力，设计方可以根据用户的要求或比赛类型的要求，进行设备数量或功能的扩充。系统稳定度高，维护费用少。
第三章 晋级改进方案........19
3.1 比赛的晋级规则..........19
3.2 软件存在的问题及改进方法....21
3.2.1 晋级任务.....21
3.2.2 原晋级方法及其存在的问题........22
3.2.3 晋级问题解决方法..........24
3.3 晋级算法分析.......27
3.4 Protel 简介 ..... 34
第四章 抽签介绍.........37
4.1 比赛的抽签规则.... 37
4.2 抽签过程简介....... 37
4.3 抽签程序分析....... 40
4.4 抽签涉及到的函数语法..... 41
第五章 无线局域网电子计时计分系统操作 ......43
5.1 计时计分设备操作...... 43
5.1.1 起点裁判系统操作.......... 43
5.1.2 段点/终点裁判系统操作........ 44
5.2 软件操作流程....... 47
第五章 电子计时计分系统操作
5.1 计时计分设备操作
参赛艇在起点的裁判允许后可以进入起航区，但直到前一组比赛赛艇全部离开起航区才能进入比赛航道。起航裁判员按照抽签结果安排赛艇进入各自航道。各赛艇在规定的起航时间前 2 分钟，必须在其起航位置就位。当距正式起航2分钟时，起航发令员宣布2分钟;指令，则向各参赛舟艇预示，已正式处于等待发令的现实。在发出指令前，发令员应确信航道裁判和起点裁判已经准备就绪，然后发令。起点裁判系统的操作如下：成绩计时和登陆航道号。赛艇到达该段点处时，按动计时手柄，计时成绩将按照名次顺序显示在相应的位置上。然后按液晶显示器左边箭头键;，输入相应行航道号（也可以每输入一个航道号，按一次《确定》键光标自动跳到下一航道）。待所有有舟艇的航道输入完毕后按《返回》键即完成航道号的输入，此时光标消失（也可以连续按《确定》键，直到最后一行的光标消失）。
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结论
本文介绍了电子计时计分系统的构成，包括硬件构成和软件构成。硬件系统用于进行现场成绩的采集，包括起点计时、段点计时和终点计时设备，无线电传输设备，计时控制设备。软件系统用于对采集到的成绩进行现场处理，该系统由Delphi 软件编写，使用 Delphi 软件自带的数据库进行数据的存储。主要能够实现运动员的管理、赛程的安排、比赛成绩的处理。本文还详细介绍了一种新型的晋级规则的编写方法，对原有程序的晋级部分进行了升级。该方法采用 Protel 电路板设计软件绘制的比赛的晋级规则，与众不同新颖，将两种软件极致结合起来，不仅改进了晋级的速度，更让晋级规则变得直观简易。更重要的是，即使晋级规则发生了变化，也不再需要进入程序内部修改编码，只需要重新绘制一个晋级流程图即可，相比较单纯的利用编码实现的晋级具有十分巨大的突破。本文还对软件中抽签部分进行了方法介绍，以及抽签过程所体现的数学思想。
参考文献（略）